[发明专利]一种基于腐植酸基聚醚单体的聚羧酸减水剂及其制备方法

说明书

本发明属于混凝土高效减水剂技术领域，公开了一种腐植酸基聚羧酸减水剂及其制备方法。本发明腐植酸基聚羧酸减水剂由以下质量份数的组分通过引发剂聚合反应得到：99~40质量份不饱和聚氧乙烯醚；1~60质量份腐植酸基聚醚单体；5~25质量份不饱和羧酸。所述的腐植酸基聚醚单体由腐植酸及不饱和聚醚在有机溶剂的环境中，于50℃~70℃进行加热搅拌完全溶解后，通过滴加侨联剂二异氰酸酯反应2~3小时后旋蒸除去溶剂得到。本发明的腐植酸基聚羧酸减水剂可以调控腐植酸在聚羧酸中的引入量，制得的腐植酸基聚羧酸减水剂有较好的分散性和和易性，能够明显提升水泥体系的分散稳定性，解决聚羧酸泌水、板结的问题。

技术领域

本发明属于混凝土高效减水剂技术领域，特别是涉及一种基于腐植酸基聚醚单体的聚羧酸减水剂及其制备方法。

背景技术

聚羧酸系高性能减水剂已成为现代建筑材料中第五大建筑材料，在我国混凝土生产及工程建设中的应用也越发广泛而成熟，各种聚羧酸减水剂生产企业如雨后春笋般层出不穷。但是聚羧酸减水剂存在缺点，比如对泥土的抗性差，对硫酸根离子的抗性差，高掺量下泌水离析，对其他类型减水剂的相容性差等。同时由于对环保要求越来越高，聚氧乙烯醚单体生产成本的不断提升，以及建筑性能要求的不断提升，使得聚羧酸减水剂的总体生产成本日益提升。寻找新的可替代型单体的研究变得愈发火热，对聚羧酸的改性研究也越来越多。

腐植酸是一种无定型生物大分子，广泛地存在于自然界中，来源丰富、易获得，而且价格低廉。对于不同来源的腐植酸，其分子组成和分子量存在差别，但一般腐植酸分子上都会含有多种活性官能团，比如酚、醇羟基、甲氧基、羰、羧基、烯醇基、羟基醌和胺基等，因此非常易于化学改性，同时其具有较好的热稳定性、电化学性质以及胶体性质；并且天然、绿色环保，已被广泛的应用于钻井泥浆处理剂、污水处理剂等行业。

据文献报道，目前在聚羧酸减水剂中引入腐植酸的方法是直接将腐植酸作为单体，与不饱和聚氧乙烯醚、丙烯酸或马来酸酐等单体直接聚合得到含有腐植酸的聚羧酸分散剂用于分散水煤浆，可以降低水煤浆的析水率，改善水煤浆稳定性（CN108219082A）。但腐植酸中的不饱和双键含量比较低，因此这种方法反应效率低下，难以达到大量引入的目的，同时对于生成的产物结构无法确定，因此无法做结构与性能的对应分析。

发明内容

为了解决聚羧酸减水剂的泌水离析等问题，本发明以腐植酸为原料，通过异氰酸酯作为侨联剂与不饱和聚氧乙烯醚反应，将腐植酸分子上引入不饱和的双键得到腐植酸基聚醚单体，从而大大增加腐植酸作为聚合单体的聚合活性，随后将制备的腐植酸基聚醚单体作为聚合单体，与丙烯酸、聚氧乙烯醚等发生聚合反应，即得到腐植酸基聚羧酸减水剂，调整腐植酸基聚醚单体的用量即可得到腐植酸含量不同的腐植酸基聚羧酸减水剂。

本发明的首要目的在于提供一种新型的基于腐植酸基聚醚单体的聚羧酸减水剂。通过对腐植酸进行接枝改性，成功在其分子上引入不饱和双键，进而成功地在聚羧酸减水剂分子上引入腐植酸中，并且通过调整腐植酸基聚醚单体的聚合用量，可获得腐植酸含量不同的腐植酸基聚羧酸减水剂。

本发明的目的通过下述方案实现：

一种基于腐植酸基聚醚单体的聚羧酸减水剂，由以下质量份数的组分通过引发剂聚合反应得到：99~40质量份不饱和聚氧乙烯醚；1~60质量份腐植酸基聚醚单体；5~25质量份不饱和羧酸。

所述的腐植酸基聚醚单体，具体由以下方法得到：腐植酸及不饱和聚醚在有机溶剂的环境中，于50℃~70℃进行加热搅拌完全溶解后，通过滴加侨联剂二异氰酸酯反应2~3小时后旋蒸除去溶剂得到。

所述的溶剂与腐植酸的质量比为：1：1~6：1。所述的侨联剂二异氰酸酯与腐植酸的质量比为：0.05：1~0.2：1。所述的不饱和聚醚与腐植酸的质量比为：0.01：1~0.6：1。